Mi az enzim? és hogyan működnek?
Az enzimek szerkezetének és működésének megértéséhez először fontos tudni, hogy pontosan mi az enzim. Egyszerűen fogalmazva, az enzimek azok a fehérjék, amelyek részt vesznek a sejtes anyagcsere folyamatokban, és képesek növelni a biomolekulák közötti reakció sebességét. Az élet nem létezhet enzim jelenléte nélkül.
Mi az enzimek és mi teszi őket különlegesvé ?
Az enzimek a legáltalánosabban olyan kémiai reakciókat katalizálnak, amelyek egyébként nem fordulhatnak elő, ha az aktiváló energiát egy "költségesebb" szintre csökkenti a sejt számára.
Bizonyos enzimek akár a reakciót (vagy reaktánsokat) is visszafordíthatják attól az iránytól, amelyet általában azáltal, hogy csökkenti az aktivációs energiát (Ea) annyira, hogy a reakció elősegíti a fordított irányt.
Az enzimeket különféle fehérje tisztítási eljárásokkal izolálhatjuk. Az enzimkészítmény tisztaságát specifikus aktivitásának meghatározásával mérjük.
Az enzimek összetétele
Az enzimek molekulatömege körülbelül 10 000 és több mint 1 millió lehet. A molekulatömeg a molekula atom atomtömegének összege. A kémia területén a kifejezés molekuláris tömegre felcserélhető. Néhány enzim molekulasúlya a fenti tartományba esik.
Kis számú enzim nem fehérje, hanem kis katalitikus RNS-molekulákból áll. Gyakran előfordul, hogy az enzimek több fehérje komplexek, amelyek számos egyedi fehérje alegységből állnak.
Számos enzim katalizálja a reakciókat segítség nélkül, de egyesekhez szükség van egy további nem fehérje összetevőre, amelyet társfaktornak neveznek.
A ko-faktorok lehetnek szervetlen ionok, például Fe 2+ , Mg 2+ , Mn 2+ vagy Zn 2+ , vagy szerves vagy metallo-szerves molekulákból állnak, amelyeket koenzimként ismert.
Hogyan osztályozzák az enzimeket
Az enzimeket az általuk katalizált reakciók szerint osztályozzák. A hat osztály a következők: oxidoreduktázok, transzferázok, hidrolázok, lyázok, izomerázok és ligázok.
A hidrolázok, oxidoreduktázok és transzferázok az enzimek legelterjedtebb formái, míg az enzimek fennmaradó formái kevésbé gyakoriak.
Oxidoreduktázok katalizálja az oxidációs reakciókat, amelyben az elektronok egy molekulából a másikba utaznak. A transzferák katalizálja egy funkcionális csoport egyik molekulából a másikba történő szállítását. A hidroláz enzimek katalizálja a hidrolízist vagy azt a folyamatot, amellyel egyetlen kötést bontanak le vízzel való érintkezéskor.
A lyázok olyan enzimek, amelyek katalizálja a különféle kémiai kötések felbomlását a hidrolízis és oxidációtól eltérő módon, gyakran új kettős kötést vagy új gyűrűstruktúrát képezve. Az izomerázok molekulák szerkezeti eltolódását katalizálja, ami megváltozik az alakban. A ligázok felelősek a ligálás katalíziséért, amelyet egy pár szubsztrát vagy reaktáns kombinációjaként is ismert.
Példák az enzimekre
Az alkohol-dehidrogenáz olyan oxidoreduktáz enzim, amely alkoholokat aldehidekké vagy ketonokká alakít. Ez az enzim kevésbé mérgezővé teszi az alkoholt, mert lebontja. Fontos szerepet játszik az erjesztési folyamatban is.
Az aminotranszferázok olyan transzferázok, amelyek az aminocsoportok eltávolításával katalizálják az aminosav lebomlását.
A glükóz-6-foszfatáz olyan hidroláz, amely eltávolítja a foszfátcsoportot a glükóz-6-foszfátból, így glükóz és H3P04.
A piruvát-dekarboxiláz olyan liáz, amely eltávolítja a CO 2-t a piruvátból.
A ribulóz-foszfát-epimeráz egy izomeráz, amely katalizálja a ribulóz-5-foszfát és a xilulóz-5-foszfát interkonverzióját. Végül a hexokináz egy ligáz, amely katalizálja a glükóz és az ATP glükóz-6-foszfát és ADP interkonverzióját.